异径四通的塑性极限分析

异径四通是过程工艺和物料运输中常用的管件,采用弹塑性有限元方法对异径四通塑性极限内压进行研究,分析异径四通的破坏过程及失效特征,明确了主管径厚比、支主管径比、过渡圆角与外径比、支主管壁厚比等尺寸参量对异径四通极限载荷的影响并得出相应的影响曲线,建立了常用尺寸范围内异径四通管件塑性极限内压工程估算式。研究结果可为四通管件优化设计和含缺陷结构的完整性评定提供参考。     

面外弯矩下输油管道三通极限承载能力研究

三通承受载荷较直管段复杂,其中较危险的载荷是作用于支管端部的面外弯矩,准确预测三通的塑性极限面外弯矩载荷,成为管道完整性评估的关键技术.使用ANSYS软件对三通进行了弹塑性有限元分析,得出了受面外弯矩时三通的三种失效模式,分析表明主管壁厚和支管外径是影响三通塑性极限面外弯矩的主要因素.针对常用几何尺寸三通建立了塑性极限面外弯矩有限元解数据库,并拟舍得到三通的塑性极限面外弯矩工程估算公式,为三通的强度分析提供了基础数据及计算方法.     

采油树输油管道三通应力分析与结构优化

针对某1 500m水深油田采油树管道上的三通,用有限元分析三通上有无温度载荷作用的影响,结果表明,考虑温度后的三通应力增大了33.85倍.对影响三通整体应力的因素进行了分析,结果表明,支管壁厚是影响三通承载能力最主要的因素,其次是主管壁厚、主管外径和支管外径.在此基础上对三通结构进行了优化,使三通最大等效应力减小了9.19％.     

等径三通挤压模过渡圆角处理

等径三通挤压模腔中两个圆柱体的相贯处，需设过渡角，本文介绍该圆角的设置及数控加工编程方法。     

汽车异径三通管成形数值分析及试验研究

管材胀形技术是一种减重、节材、节能,且广泛应用于汽车零部件的制造技术.为研究该异径三通管的变形机制和各工艺参数的影响,基于ABAQUS软件对异径三通管进行了数值仿真,分析了成形工艺参数(过渡区圆角、摩擦因数、轴向进给加载路径)对支管高度、壁厚分布及成形载荷的影响,并对异径三通管成形工艺参数进行了优化;应用塑性有限元方法...     

基于极限载荷法的矩形接管结构设计及参数化分析

采用极限载荷法对某旋风分离器矩形接管进行结构设计,并与弹性应力分析法设计的结果进行比较,同时,基于极限载荷法对矩形接管进行参数化分析。结果表明,与弹性应力分析法相比,极限载荷法设计可以显著降低矩形接管的壁厚;结构的极限载荷随着矩形接管折边过渡圆角的增大而增大,随着矩形接管长宽比的增加而减小;矩形接管短边与筒体轴线平行布置时,结构有更高的极限载荷;接管位置对结构的极限载荷影响较小。     

铝合金矩形截面内高压成形圆角充填行为研究

为了研究铝合金矩形截面内高压成形过程圆角充填行为,设计制造了专用试验装置,测试充填过程中圆角半径与内压的定量关系及其润滑条件影响,分析直边区与圆角区的过渡处开裂的机理,并对内压理论计算值与试验值进行对比。结果表明:充填过程中随圆角半径的减小,所需内压逐渐增大。当相对圆角半径大于5时,圆角半径变化趋势较快;而当相对圆角半径小于5时,变化趋势逐渐平缓。润滑条件对圆角充填影响较大,润滑的改善使成形相同圆角所需内压降低,极限圆角半径减小。从截面直边区的中点到直边区与圆角区的过渡点等效应力逐渐增大,所以过渡点附近最易发生壁厚过度减薄甚至开裂。对于硬化材料,未考虑材料硬化的内压理论计算值明显小于试验值,内压理论计算时必须使用材料硬化后的流动应力。     

碟形封头与筒体连接结构的极限载荷分析

对某内压作用下薄壁容器的碟形封头与筒体连接结构进行了非线性有限元分析,采用了Newton-Raphson算法,得出了最危险点的载荷-位移曲线,进而通过两倍弹性斜率法得到了该结构的极限载荷值。采用正交设计法,研究了封头的壁厚、筒体的壁厚及封头的转角半径对连接结构极限载荷的影响。研究结果表明结构的最大应力位于碟形封头过渡区,对极限载荷的影响由大到小依次为封头壁厚、筒体壁厚以及封头的转角半径,为今后进一步的优化设计提供了依据。     

等径挤压三通强度分析工程方法

针对石油化工行业大量采用的等径挤压三通,提出了一个计算内压载荷下的纵向平面内挤压圆角处各应力分量的近似方法,该分析是基于板壳理论并进行了一定的简化后进行的。最后讨论了不同三通几何尺寸参量的变化对三通强度的影响,并给出有益于三通优化设计的建议。     

排水车三通管结构优化分析

旨在评估不同过渡圆角半径对三通管压头损失的影响。针对4种不同过渡圆角半径的三通管,采用数值模拟方法分析三通管的局部压头损失与内部流场特性。计算结果表明:随着过渡圆角半径增大,三通管压头损失逐渐减小,流体流动性能逐渐改善;弯道曲率半径R/D=0时三通管过渡处末端存在负压现象,形成二次流,局部水头损失最大;弯道曲率半径R/D=2的三通管管道具有较小的局部水头损失。     

齿轮齿根部最佳过渡圆角的计算

研究齿轮齿根部过渡曲线的确定方法 ,给出了最佳过渡圆角的计算方法 ,为齿轮设计和加工时过渡圆角的确定提供了依据。     

等径三通管塑性极限载荷研究

选用四组等径三通管试件,分别研究并计算在内压载荷作用下的塑性极限载荷理论解析值;同时利用软件ANSYS 对其进行非线性有限元分析并得到相应的塑性极限载荷数值解,再结合各个试件的极限载荷实测值进行对比分析,以验证该分析方法的计算精度和准确性,为在以后的压力容器设备规范化设计中应用此数值方法做准备。     

以壁厚约束的内高压胀形件过渡圆角半径确定

考虑到管坯外壁与模具型腔之问的摩擦接触问题,建立在内部高压和两端轴向压缩联合作用下的回转体形制件内高压胀形工艺的局部自适应网格加密划分有限元数值模型.在此基础上,基于制件壁厚减薄最小同时整个制件壁厚均匀程度最高的约束,确定了胀形变形区过渡圆角半径数值.     

原位压痕仪机械载荷分析与控制方法设计

以提高对产品材料硬度及其抗形变能力的测量效果,本研究首先分析了金属压痕仪的测量原理,发现影响其极限机械载荷控制的因素与压头形状与表面粗糙程度有关。因此,通过应力响应系数分析压头过渡圆角半径、过渡角度与极限载荷的关系。然后在加载平衡的约束下,以材料截面中心为加载中心获取极限机械载荷,再通过控制拉伸与弯曲载荷实现对压痕仪极限机械载荷的控制。试验分析表明:降低压头结构的应力集中系数能够提升极限机械载荷控制效果,且压头粗糙面值越大,越利于极限机械载荷控制;压痕深度及压入深度与极限破坏载荷呈正比,当拟合参数取值为1.0时,可确保极限机械载荷控制效果达到最佳;此外,该方法能够有效提升金属材料力学性能的测量精度,在拉伸-弯曲载荷作用下,确保金属材料各项力学性能接近极限值。     

弯管内拱壁含环向贯穿裂纹的极限载荷分析研究

含环向贯穿裂纹的弯管在受平面弯矩时明显地降低了其极限载荷,因此对含裂纹弯管的极限载荷研究是很有必要的。研究工作涉及了基于不同的裂纹角度、壁厚以及平均弯曲半径的弯管,进而比较了这些因素对弯管极限载荷的影响。利用ABAQUS软件对弯管进行三维有限元分析,得到了弯矩与末端转动曲线,以及用TES（Twice—elastic slope）方法得到每种情况的极限载荷值,该值与现有的部分工程方法进行了对比分析。结果表明,在大多数情况下工程法相对于有限元法保守。     

管壁厚度对在线焊接管道承压能力的影响

运用有限元法对不同壁厚的管道进行在线焊接时的温度场进行了数值模拟，内部介质流动对焊接温度场的影响通过确定介质与管壁的换热系数来考虑，并根据温度计算结果，获得管道的剩余强度因子，进而获得管道的极限压力。研究表明，焊缝上点的峰值温度随着壁厚的增大而略有升高，而主管内壁的峰值温度随着壁厚的增大而下降。当壁厚增大到一定程度时，在线焊接管道的剩余强度因子增大速度减缓。     

含缺陷接管/三通结构塑性极限载荷研究进展

本文综述了国内外有关含缺陷接管 三通结构塑性极限载荷的研究现状 ,对今后开展有关含缺陷接管 三通结构塑性极限载荷的研究以及相应安全评定规范的制订 ,具有一定的指导作用     

工艺参数对平板毛坯普旋成形的影响规律

基于ABAQUS/Explicit平台建立了符合实际的普旋三维仿真模型,利用此模型对平板毛坯普旋成形过程进行了模拟,研究了旋轮进给率、旋轮圆角半径、旋轮入旋角、板料厚度4个关键参数对平板毛坯普旋(第一道次)成形过程及旋压件质量的影响。结果表明:入旋角对板料的壁厚变化有较大的影响;旋轮圆角半径和板料厚度仅对板料的壁厚减薄率影响较大,对板料的壁厚增厚率影响很小;当旋轮进给率的值较小时,旋轮进给率对普旋成形过程影响不大。基于以上研究,最后得到了合理的工艺参数取值。     

齿根过渡圆角半径对齿根裂纹扩展的影响规律研究

齿根过渡圆角对齿根应力有着重要影响,而齿根应力是齿根疲劳裂纹扩展的重要影响因素,因此,研究齿根过渡圆角半径对齿根裂纹扩展的影响十分必要。建立3种不同过渡圆角半径的直齿轮,假设齿根初始裂纹在相同位置,初始裂纹长度一致,基于ABAQUS软件研究齿根裂纹扩展规律。结果表明,不同过渡圆角半径下的齿根裂纹扩展总体趋势一致,但扩展前期过渡圆角半径越大,裂纹越向深入齿轮轮缘方向扩展,扩展后期过渡圆角半径越大,裂纹越往齿顶方向扩展。过渡圆角半径对齿轮临界裂纹长度影响较小。相同裂纹长度下,过渡圆角半径越大,裂纹尖端Mises应力越小,裂纹扩展速率越小,齿轮的裂纹剩余寿命越长。     

带壁厚偏差管大变形推压缩径端部周向褶皱研究

无缝钢管推压缩径生产中的端部内壁周向褶皱会严重影响制件质量。通过测量无缝钢管壁厚,发现壁厚沿周向分布存在薄厚交替性变化规律;通过建立带壁厚偏差管推压缩径力学模型,分析管坯在减径、圆角及出口区的应力及变形特征,得到端部周向褶皱的生成机理。进行不同壁厚偏差管四道次推压缩径试验,结果表明端部不平度均大于初始不平度、定径区不平度均小于初始不平度,与理论分析吻合;总结了壁厚偏差和缩径道次对不平度、相对不平度的影响规律,并给出了产生周向褶皱的工艺参数范围。建立内表面为周期性正弦变化、外表面为圆形的壁厚偏差管几何模型,模拟出周向褶皱的生成与发展过程,得到壁厚、相对不平度在缩径各阶段的演变规律,模拟结果与理论分析吻合、与试验结果趋势一致。采用推压-拉拔缩径,可以大幅降低端部不平度和翘曲,有效提高成形质量。